圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

王瑜; 陈亮; 欧宗瑛; 董彦磊; 黄建龙

doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

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圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

王瑜, 陈亮, 欧宗瑛, 董彦磊, 黄建龙

文章导航 > 电子科技大学学报 > 2013 > 42(5): 794-799

王瑜, 陈亮, 欧宗瑛, 董彦磊, 黄建龙. 圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法[J]. 电子科技大学学报, 2013, 42(5): 794-799. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

引用本文:

WANG Yu, CHEN Liang, OU Zong-ying, DONG Yan-lei, HUANG Jian-long. Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 794-799. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

Citation:

WANG Yu, CHEN Liang, OU Zong-ying, DONG Yan-lei, HUANG Jian-long. Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2013, 42(5): 794-799. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

1.
电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;
2.
大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连 116024

基金项目:

辽宁省高等学校科学研究青年基金(2004F057);中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2012J097)

详细信息

作者简介:
王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

中图分类号: TP391.41;TG115.28

Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory

1.
School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;
2.
Key Laboratory for Precision and Non-Traditional Machining Technology of Ministry of Education,Dalian University of Technology Dalian Liaoning 116024

摘要: 由于圆与直线轨迹的交点处存在轨迹变量的偏导数,Katsevich算法直接忽略了关于构造因子的分析,从而对后续重建计算产生影响,导致重建结果出现伪像。通过对该问题进行研究,确定轨迹交点处的构造因子,并推导出在平板检测器下与两段轨迹相对应的重建公式。据此引申出一个不含有关于轨迹变量偏导的等价公式,从而计算出轨迹交点处相应的重建贡献值。同时,提出使用光滑过渡函数改善因反投影区域边界的不连续性而对重建结果产生的影响。利用Forbild头模型进行仿真模拟,实验结果表明,改进的算法有效地抑制了重建结果的伪像。
- 计算机断层成像 /
- 锥束重建 /
- 滤波反投影 /
- Katsevich重建算法
Abstract: Because Katsevich algorithm includes the partial derivative with respect to the variable of trajectory, the analysis of structure factor and subsequent computation of reconstruction are ignored at the intersection point of two source orbits consisting of a circle and orthogonal lines, which may induce artifacts in the reconstructed image. This paper investigates the Katsevich algorithm for this geometry, determines the structure factor at the intersection point, and deduces the corresponding reconstruction formula about two source trajectories using the planar detector. As a result, an equivalence formula is achieved excluding the partial derivative with respect to the variable of trajectory and can be used to calculate the contribution of critical plane at the intersection point. In addition, a smooth transitional function is suggested to improve the discontinuity of contribution at the border of projection region defined by PI-lines. Computer simulations about Forbild phantom show a reduction of the artifacts that are found with the Katsevich algorithm and verify the validity of the proposed algorithm.
- computed tomography /
- cone-beam reconstruction /
- filtered backprojection /
- Katsevich conebeam

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[7]	杨峰, 胡剑浩, 李少谦. 欠采样技术的超宽带信号子空间重建方法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(6): 841-844,849. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.06.008
[8]	顾小卫, 蒙林, 李家胤, 孙宜琴, 于新华. 微空心阴极放电的计算机模拟 . 电子科技大学学报, 2009, 38(2): 236-239. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.02.19
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圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连 116024

基金项目:

辽宁省高等学校科学研究青年基金(2004F057);中央高校基本科研业务费专项资金(ZYGX2012J097)

作者简介:
王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

收稿日期: 2011-12-25
修回日期: 2012-09-02
刊出日期: 2013-10-15

中图分类号: TP391.41;TG115.28

关键词:

摘要: 由于圆与直线轨迹的交点处存在轨迹变量的偏导数,Katsevich算法直接忽略了关于构造因子的分析,从而对后续重建计算产生影响,导致重建结果出现伪像。通过对该问题进行研究,确定轨迹交点处的构造因子,并推导出在平板检测器下与两段轨迹相对应的重建公式。据此引申出一个不含有关于轨迹变量偏导的等价公式,从而计算出轨迹交点处相应的重建贡献值。同时,提出使用光滑过渡函数改善因反投影区域边界的不连续性而对重建结果产生的影响。利用Forbild头模型进行仿真模拟,实验结果表明,改进的算法有效地抑制了重建结果的伪像。

English Abstract

Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. Key Laboratory for Precision and Non-Traditional Machining Technology of Ministry of Education,Dalian University of Technology Dalian Liaoning 116024

Received Date: 2011-12-25
Rev Recd Date: 2012-09-02
Publish Date: 2013-10-15

Keywords:

Abstract: Because Katsevich algorithm includes the partial derivative with respect to the variable of trajectory, the analysis of structure factor and subsequent computation of reconstruction are ignored at the intersection point of two source orbits consisting of a circle and orthogonal lines, which may induce artifacts in the reconstructed image. This paper investigates the Katsevich algorithm for this geometry, determines the structure factor at the intersection point, and deduces the corresponding reconstruction formula about two source trajectories using the planar detector. As a result, an equivalence formula is achieved excluding the partial derivative with respect to the variable of trajectory and can be used to calculate the contribution of critical plane at the intersection point. In addition, a smooth transitional function is suggested to improve the discontinuity of contribution at the border of projection region defined by PI-lines. Computer simulations about Forbild phantom show a reduction of the artifacts that are found with the Katsevich algorithm and verify the validity of the proposed algorithm.

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doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

作者简介:
王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

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doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连 116024

作者简介:
王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

English Abstract

Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. Key Laboratory for Precision and Non-Traditional Machining Technology of Ministry of Education,Dalian University of Technology Dalian Liaoning 116024

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作者简介: 王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

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计量

出版历程

圆弧加直线轨迹Katsevich类型的锥束CT重建算法

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2013.05.030

1. 电子科技大学机械电子工程学院 成都 611731; 2. 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室 辽宁 大连 116024

作者简介: 王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

English Abstract

Cone-Beam CT Reconstruction of Katsevich-Type Algorithm for Orthogonal Arc-and-Line Trajectory

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731; 2. Key Laboratory for Precision and Non-Traditional Machining Technology of Ministry of Education,Dalian University of Technology Dalian Liaoning 116024

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王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

1. 电子科技大学机械电子工程学院成都 611731;

2. 大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室辽宁大连 116024

作者简介:
王瑜(1972-),女,博士,主要从事CT重建理论方面的研究.

1. School of Mechatronics Engineering,University of Electronic Science and Technology of China Chengdu 611731;

2. Key Laboratory for Precision and Non-Traditional Machining Technology of Ministry of Education,Dalian University of Technology Dalian Liaoning 116024